随着全球GPRS路由的快速发展，也推动无线路由技术的更新升级，这里主要分析饿了目前主流的GPRS路由技术。随着通信技术的发展和用户需求的个性化、多样化，人们对移动网络所提供的服务提出了更高的要求，但现有第二代移动网(GSM)远不能满足用户和移动运营商开展数据业务的需求。

对用户而言，由于数据传输速度慢、连接建立时间长，数据业务的服务费用对多数用户来讲仍然太贵。从技术的角度来分析，现有的无线数据业务是基于电路交换的方式进行的。在GSM系统中，为了提高频谱资源利用率，只在用户需要时才分配一条业务信道(TCH)，用毕后即释放。这给一些突发性、大数据量业务的传输带来很大的困难。如果能在无线信道上对突发性的数据传输按需分配TCH，实现多时隙的捆绑，就能明显提高信道利用率和传输速度。对移动运营商而言，现有的计费方法是针对话音业务的，以通话时间长度为计量单位，这种方法是不适应数据业务的开展的。

针对GSM网中存在的不足，国际电信联盟(ITU)提出发展第三代移动通信IMT-2000，实现宽带数据业务以达到全球无缝覆盖，从根本上解决GSM在数据应用领域中存在的问题。目前对第二代移动通信的研究尽管有了很大进展，但最终的应用标准仍没有统一。而GPRS作为GSM一种新承载服务，极大地提高和简化了无线网进入分组数据网络的途径，它在无线信道上采用新的编码和多时隙捆绑技术，同时在骨干网中采用分组技术，较好地克服了GSM网络中所存在的上述问题。用户采用GPRS路由的好处在于可以缩短入网时间，获得更高的数据传送速度。

在GSM上，建立连接的时间通常比较长，数据传送速度不会超过9．6Kb/s。而GPRS路由所需建立连接的时间比GSM要短，采用CS1和CS2编码所获得的实际数据传送速度能达到几十Kbit/s。而且，使用GPRS，其费用只同网上所传送的数据量有关，同上网时间无关，该特点可以保证用户长时间附着在网上，只有当数据传送时，才进行计费，因而更能保障用户的利益。总之，GPRS路由能有效地提高无线和网络资源的利用率，达到更高的数据传送速度，以更简捷的方法实现从无线数据网进入分组数据网，并且提供了基于流量的计费系统。

GPRS移动性管理

在GPRS中，移动性管理处理类似GSM网络，每个GPRS位置区(LA)可包括若干个路由区(RA)，每个路由区是由一个或几个小区组成的。MS(移动台)在GPRS网中，通常处于空闲(IDLE)、待命(STANDBY)或准备就绪(READY)三种状态之一，MS这三种状态的转换过程。当MS处于STANDBY和READY两种状态时，均有内部定时器对这2种状态进行监视，若无数据包的传送，MS可由READY态经STANDBY态，进入IDLE态。而在IDLE态和READY态之间，用户可通过发起GPRS attach或GPRS 的对MS移动性管理主要涉及两类位置更新，一是小区(Cell)级的移动性管理，涉及MS在同一路由区中不同小区间位置更新的处理；二是路由区(RA)级的移动性更新，涉及MS在不同路由区位置更新的处理。系统能否对这两种情况进行有效管理同MS当前所处的状态密切相关。MS处于IDLE(空闲)状态时，表明其不在GPRS网络覆盖区，SGSN(服务GSN)不存在MS的有效位置及路由信息，因此和用户相关的移动性管理不能执行。若用户想从MS空网状态进入准备就绪态，必须执行GFRS attach操作，若该操作成功，表明MS进入准备就绪态。

MS处于READY(准备就绪)状态时，MS可以进行小区级的移动性管理。每当MS进行小区路由更新时，将主动通知SGSN。MS进入新的路由区时，将发一个路由更新请求给相应的SGSN，该消息中包含旧的RAI，BSS将新的小区标识(CI)发绘SGSN，SGSN据此产生一个新的RAI给SGSN。若MS处于STANDBY(待命)状态时，表明其已成功附着在GPRS网中，MS只进行RAI路由区的移动性管理。当MS进行路由区更新时，应通知SGSN。而在同一路由区内的小区更新，只有通过SGSN发寻呼消息使MS进入READY态，才能得到MS新的小区消息。

无论MS处于准备就绪态还是待命态，MS进入新的路由区时，将发一个路由更新请求给相应的SGSN，该消息中包含旧的RAI，BSS将新的小区标识(CI)发给SGSN，SGSN据此产生一个新的RAI给SGSN。总之GPRS路由区更新包括2种情况:一是新旧路由区在同一个SGSN的管辖范围内，这时由于新旧RAI在同一个SGSN中，SGSN已经保存了必要的用户文档，不必通知其它网元设备如SGSN(关口GPRS支持节点)和HLR(归属位置寄存器)，只需分配一个新的P-TMSI给用户。二是新旧路由区的管辖属于不同的SGSN，新的SGSN实现MS的改变，并要求旧的SGSN发一个PDP上下文给MS，然后旧的SGSN通知GGSN有关新的路由，此外在该过程中路由信息的变化情况也应通知HLR和MSC/VLR。综上所述，GPRS移动性管理涉及到两个层次的管理，宏观上是HLR和MSC／VLR及对MS关联的SGSN跟踪，微观上是对MS所附着的小区和路由区的跟踪。

GPRS无线资源管理

在物理层上，GSM采用FDMA/TDMA的接入方式，上、下行采用不同的频带，间隔为45MHz。890-915MHz用于上行数据传送，935-960MHz用于BTS的下行数据传送，上、下行频带各占25MHz带宽，分成124个载频，载频间隔为200kHz。一个物理信道可由帧号、时隙号和跳频序列来定义。基本的无线资源为一个时隙，长度为576.9μs，调制速率为270．833kbit／s，因此每时隙包含156．25bit。GPRS路由在信道上分配不同于GSM，一个TDWA中可分配l到8个时隙给一个MS，而且上下行信道是分开的，也就是说GPRS允许一个手机占用多个时隙进行数据传送，这是一种非常灵活的信道分配方法，有利于非对称数据业务的传送。

传统GSM在一个通话过程中MS要占用一个固定的信道。而GPRS路由只在数据传送时申请分配信道，传送完成后就将信道释放。这对突发性数据业务来讲能更好地分配无线信道资源。根据这特点，多个用户可共享同一个时隙。一个小区若支持GPRS，就可以为GPRS业务分配多个物理信道，该物理信道称为分组数据信道(PDCH)。PDCH可以从一个小区的所有信道中进行分配，并且GPRS可以根据当前业务负荷和优先级进行动态调整，而且这些小区中可同时支持GPRS和非GPRS的承载业务。

GPRS的逻辑信道

在逻辑上可对物理信道定义一系列的逻辑信道来实现功能，例如信令信道、广播信道、寻呼信道等等。PDTCH用于数据业务的传送，每个手机可同时使用多个PDTCH。PDTCH是BSS到MS单向的、点对多点信令通道。BSS通过该信道将特定的信息传送给小区内的GPRS手机。除GBPS信息外，PBCCH也可以广播重要的电路交换服务信息，因此GPRS/GSM手机可以不必接受BCCH信道消息。PCCCH是双向的、点到多点信令通道，用于对MS入网信令的传递，如对无线资源的分配和寻呼等消息，它由PRACH、PAGCH、PPCH和PNCH4个子信令组成。PRACH用于给MS请求一个或多个PDTCH，以及对寻呼消息的响应；PAGCH用于给MS分配一个或多个PDTCH；PPCH用于给MS发寻呼消息，该消息优先级高于下行数据业务的传送；PNCH用于通知MS将有PIM消息的传送。

独立控制信道是双向的、点对点信令通道，包括PACCH和PTCCH，其中PACCH总是和一个或多个PDTCH一起同时分配给一个MS，并且将信令消息，如确认或功率控制信息，传给一个特定的MS。PTCCH用于自适应定时同步。电路交换和分组交换逻辑信道的协调是十分重要的。在一个小区中，当小区中PCCCH无效时，MS可利用GSM的CCCH信道来发起分组数据包的传送；当无PBCCH时，MS可通过GSM网中BCCH信道来得到无线网络信息。

逻辑信道和物理信道的映射

逻辑信道和物理信道的映射涉及到两个方面，一是频率映射，另一个是时间映射。频率映射是基于TDMA帧号的，频率是预先分配给BTS的。时间映射是基于TDMA帧基础上定义一个复帧结构。一个PDCH由52个TDMA帧组成，4个连续TDMA帧形成了一个区块，共有12个区块，编号为B0-Bll，其中2个TDMA保留给PTCCH，剩余2个TDMA为空闲帧。逻辑信道如何映射到B0-Bll是由PBCCH中广播信道中的参数决定的。在GPRS路由中除了由52个TDMA帧所组成的复帧外，还有由51个TDMA帧组成的复帧，如PDCH携带的PCCCH和PBCCH。

GPRS计费策略

GPRS使GSM可以同局域网一样和外部的专用或Internet相连。GPRS路由用户可以长期在网上附着，但在某一给定时间内可占用或不占用网络资源。若采用传统的基于时长计费的原则，就会使用户在发送完数据后尽快退网，限制了人们的使用。GPRS采用基于流量的新的计费原则。为了更好地满足用户的需要，GPRS计费应在该原则的基础上，有必要对以下几个方面做进一步研究。上、下行数据量采用不同的计费原则。GPRS能很清楚地知道数据是从用户到网络，还是从网络到用户，这给我们提供了新的计费策略，如只对下行数据进行收费，而对用户上行接入可考虑不收费。根据服务质量QoS的计费原则。用户可根据系统所提供的不同服务质量，获得不同的折扣。网络的服务质量主要以可靠性、优先级、吞吐量和延迟时间等指标进行评估。对大多数用户来说，根据MS所获得的服务质量来决定折扣率是非常困难的，他们往往只是关心能否正常入网使用，而不太关心服务质量(QoS)。但一些大的通讯公司会对网络的运行质量提出一些要求，一旦这些要求达不到就会要求运营公司给予相应的折扣。

能否根据传送内容计费。目前，GPRS路由网络只能识别用户接入点名(APN)，如一个Internet端口，而从该端口所传输的内容通常是无法知道的。理论上，虽可以采用一种粗略的对APN划分来达到这一目的，但实际上是十分困难的，更好的方法是通过基于TCP/IP的应用软件对内容做进一步分析来获得。根据MS位置信息计费。在传统GSM计费方式中，根据位置信息收费是一个很重要的标准。而GPRS路由用户由于长时间附着在网上，路由区的变化也比较多。若要根据位置信息计费，对系统的实时性会提出更高的要求。按时段收费。对不同的时段采用不同的收费政策，可以避免数据业务和话音业务在同一时间出现忙时，减缓对无线信道的压力，减轻对话音业务的影响有一定的帮助。GPRS计费应综合以上各个因素形成一个合理的计费办法。相比GSM话单，ETSI所定义的GPRS呼叫详细话单种类要多，进一步的问题是能否将现有的GSM出账系统和GPRS计费系统整合以适应新的服务，这需要我们做深入地研究。